Question

物理-选修-3-3
（1）下列说法正确的是______
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．热量不可以自发地由低温物体传到高温物体
C．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大
（2）一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化．已知V_A=0.3m³，T_A=T_C=300K、T_B=400K．
①求气体在状态B时的体积．
②说明B→C过程压强变化的微观原因
③设A→B过程气体吸收热量为Q₁，B→C过程气体放出热量为Q₂，比较Q₁、Q₂的大小说明原因．

Answer 1

【答案】分析：（1）改变物体内能的方式有两种：做功与热传递；
自发的宏观热学过程是有方向性的，热量只能从高温物体传到低温物体；
气体压强由分子的平均动能与分子数密度决定．
（2）①气体发生等压变化，由盖吕萨克定律可以求出气体体积；
②气体发生等容变化，由查理定律判断其压强如何变化，然后微观角度分析其压强变化的原因；
③应用热力学第一定律分析热量大小关系．
解答：解：（1）A、如果外界对气体做功的同时，气体对外放出热量，气体内能不一定增大，故A错误；
B、由热力学第二定律可知，热量不可以自发地由低温物体传到高温物体，故B正确；
C、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故C正确；
D、如果气体分子平均动能不变，单位体积的气体分子数增加，气体压强增大，如果气体分子平均动能减小，单位体积的气体分子数减少，则气体压强可能增大，可能不变，也可能减小，故D错误；
故选BC．
（2）①A→B过程为等压变化，由盖吕萨克定律可得：
=，即=，则V_B=0.4m³；
②B→C过程为等容变化，温度降低，由查理定律可知，气体压强减小，这是因为在该过程中，气体体积不变，气体分子数密度不变，单位时间撞击器壁的分子数不变，而气体温度降低，气体分子平均动能减小，单位时间单位器壁上所受到的压力变小，气体压强变小．
③A→B过程为等压变化，气体温度升高，内能增大；气体体积变大，气体对外做功W，由热力学第一定律可知：
△U_AB=Q₁-W；B→C过程为等容变化，气体体积不变，气体对外不做功，△U_BC=Q₂；因为T_A=T_C，则△U_AB=△U_BC，
即Q₁-W=Q₂，则Q₁＞Q₂，
故答案为：（1）BC；（2）①气体在状态B时的体积为0.4m³；
②如上所述；③大于，原因：如上所述．
点评：本题考查了物理选修3-3内容，对与选修内容，高考中所出的题目难度不会很大，熟练掌握基础知识即可正确解题；学习时应注意牢固掌握基础知识．